本發(fā)明涉及電磁式傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器及無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。

背景技術(shù)：

無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，或稱(chēng)為同步分解器以無(wú)可比擬的可靠性、非常好的抗惡劣環(huán)境條件的能力、高速運(yùn)行能力等優(yōu)勢(shì)，使得其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，尤其應(yīng)用于軍用、航空航天等領(lǐng)域。

無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器主要用于測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，為了保證測(cè)量精度，必須消除無(wú)刷旋變電壓器中的齒諧波，或?qū)X諧波降低到合適范圍，而現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子鐵芯一般均采用斜槽結(jié)構(gòu)。

但是，斜槽結(jié)構(gòu)的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯疊加模具復(fù)雜，其繞組自動(dòng)下線工藝難度大，生產(chǎn)效率低，不利于無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器廣泛應(yīng)用的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提出一種旋轉(zhuǎn)變壓器及無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，旨在解決高精度旋轉(zhuǎn)變壓器自動(dòng)下線困難的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種旋轉(zhuǎn)變壓器，所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括：

轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為直槽式鐵芯，且槽型為圓形槽；

定子，所述定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯為直槽式鐵芯，且槽型為平行齒的梯形槽；

所述轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z_r及所述定子鐵芯的定子槽數(shù)Z_s滿足Z_s≠Z_r，Z_s≠2Z_r。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z_r為16個(gè)，所述定子槽數(shù)為Z_s為12個(gè)。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子還包括轉(zhuǎn)子繞組，所述轉(zhuǎn)子繞組以短距正弦分布規(guī)律嵌置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的直槽中，所述轉(zhuǎn)子繞組的繞組節(jié)距y_r為6。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子繞組包括正弦相繞組及余弦相繞組，所述轉(zhuǎn)子繞組的正弦相繞組各槽線圈匝數(shù)N_rci根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子繞組的余弦相繞組各槽線圈匝數(shù)N_rci根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式設(shè)置。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子繞組的正弦相線圈在各槽內(nèi)為上下對(duì)稱(chēng)的兩層，所述正弦相繞組的上層線圈匝數(shù)根據(jù)第三預(yù)設(shè)公式設(shè)置；

所述轉(zhuǎn)子繞組的余弦相線圈在各槽內(nèi)為上下對(duì)稱(chēng)的兩層，所述余弦相繞組的上層線圈匝數(shù)根據(jù)第四預(yù)設(shè)公式設(shè)置。

優(yōu)選地，所述定子還包括定子繞組，所述定子繞組以齒極分?jǐn)?shù)槽正弦分布規(guī)律嵌置于所述定子鐵芯的直槽中，所述定子繞組的繞組節(jié)距y_s為1。

優(yōu)選地，所述定子繞組包括正弦相繞組及余弦相繞組，所述定子繞組的正弦相繞組各槽線圈匝數(shù)N_rci根據(jù)第五預(yù)設(shè)公式設(shè)置；所述定子繞組的余弦相繞組各槽線圈匝數(shù)N_sci根據(jù)第六預(yù)設(shè)公式設(shè)置。

優(yōu)選地，所述定子繞組的正弦相線圈在各齒上的線圈匝數(shù)根據(jù)第七預(yù)設(shè)公式進(jìn)行調(diào)試設(shè)置；所述定子繞組的余弦相線圈在各齒上的線圈匝數(shù)根據(jù)第八預(yù)設(shè)公式設(shè)置。

本發(fā)明還提出一種無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，所述無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器包括環(huán)形變壓器及如上所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，所述環(huán)形變壓器的定子繞組用于接入交流電，所述環(huán)形變壓器的轉(zhuǎn)子繞組與所述旋轉(zhuǎn)變壓器的一轉(zhuǎn)子繞組電氣連接，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的另一相轉(zhuǎn)子繞組的首端和末端相互短接；所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括：轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為直槽式鐵芯，且槽型為圓形槽；定子，所述定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯為直槽式鐵芯，且槽型為平行齒的梯形槽；所述轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z_r及所述定子鐵芯的定子槽數(shù)Z_s滿足Z_s≠Z_r，Z_s≠2Z_r。

本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯均采用直槽式的鐵芯，且轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z_r、定子槽數(shù)Z_s滿足Z_s≠Z_r，Z_s≠2Z_r的槽配合，使得定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組在均采用正弦相繞組的情況下，原邊繞組產(chǎn)生的齒諧波，副邊繞組不吸收；而副邊繞組能夠吸收的齒諧波，原邊繞組不產(chǎn)生，從而將齒諧波削弱或消除到相當(dāng)小的程度。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯均采用直槽式的鐵芯，從而實(shí)現(xiàn)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組自動(dòng)下線，提高旋轉(zhuǎn)變壓器的生產(chǎn)率，此外，由于本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)下線，無(wú)需人工手動(dòng)下線，從而降低了旋轉(zhuǎn)變壓器的生產(chǎn)成本，解放了人工生產(chǎn)力。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本旋轉(zhuǎn)變壓器中轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本旋轉(zhuǎn)變壓器中定子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器中轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明主旋轉(zhuǎn)變壓器中定子繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提出的一種旋轉(zhuǎn)變壓器。

參照?qǐng)D1至圖4，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括轉(zhuǎn)子(圖未標(biāo)示)及定子(圖未標(biāo)示)。

一般地，旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子同心設(shè)置于圓環(huán)狀定子的內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)變壓器主要用于用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，旋轉(zhuǎn)變壓器在同步隨動(dòng)系統(tǒng)及數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中可用于傳遞轉(zhuǎn)角或電信號(hào)，以及在解算裝置中可作為函數(shù)的解算之用。由于旋轉(zhuǎn)變壓器主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)物體的高度精度測(cè)量，因此必須消除無(wú)刷旋變電壓器中的齒諧波，或?qū)X諧波降低到合適范圍以保證精度，而現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯21和轉(zhuǎn)子鐵芯11一般均采用斜槽結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，斜槽結(jié)構(gòu)的定子鐵芯21和轉(zhuǎn)子鐵芯11疊加模具復(fù)雜，其繞組自動(dòng)下線工藝難度大。為了方便轉(zhuǎn)子繞組12和定子繞組22的自動(dòng)下線，本實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯11，所述轉(zhuǎn)子鐵芯11為直槽式鐵芯，且槽型為圓形槽；該定子包括定子鐵芯21，所述定子鐵芯21為直槽式鐵芯，且槽型為平行齒的梯形槽。轉(zhuǎn)子自動(dòng)下線容易，采用噴涂工藝進(jìn)行槽絕緣，槽形較小，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子槽為圓形槽。定子自動(dòng)下線相對(duì)比較困難，槽內(nèi)嵌入線圈骨架(圖未示出)后繞線，槽形較大，設(shè)計(jì)為平行齒的梯形槽，便于自動(dòng)下線線圈骨架的塑壓成型。

為了使定子繞組22和轉(zhuǎn)子繞組12設(shè)置成兩相、兩對(duì)極的對(duì)稱(chēng)繞組，定子鐵芯21和轉(zhuǎn)子鐵芯11的槽數(shù)設(shè)置為4的倍數(shù)，同時(shí)為了避免定子繞組22和轉(zhuǎn)子繞組12的原邊和副邊的齒諧波耦合，定子槽數(shù)Zs、轉(zhuǎn)子槽數(shù)Zr滿足Zs≠Zr，Zs≠2Zr。

旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電勢(shì)幅值E包括基波E₁和高次諧波電勢(shì)Eν，且滿足：

公式(3)中，K為與鐵心材料、尺寸有關(guān)的常數(shù)；I_o為空載電流；W_s、W_r分別為定子繞組22、轉(zhuǎn)子繞組12的實(shí)際匝數(shù)；K_ws、K_wr分別為定子繞組22、轉(zhuǎn)子繞組12的基波繞組系數(shù)ν為諧波次數(shù)；K_wsν、K_wrν分別為定子繞組22、轉(zhuǎn)子繞組12的ν次諧波繞組系數(shù)。代入可得，最低次齒諧波分別為Z_s±1，Z_r±1，此時(shí)各次諧波(除齒諧波外)削弱和消除到相當(dāng)小的程度。

對(duì)于Z_s±1次齒諧波：

K_ws(Zs±1)＝K_ws1≈0.785

K_wr(Zs±1)≈0

對(duì)于Z_r±1次齒諧波：

K_wr(Zr±1)＝K_wr1≈0.785

K_ws(Zr±1)≈0

本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯21和轉(zhuǎn)子鐵芯11均采用直槽式的鐵芯，且定子槽數(shù)Zs、轉(zhuǎn)子槽數(shù)Zr滿足Zs≠Zr，Zs≠2Zr的槽配合，使得定子繞組2 2和轉(zhuǎn)子繞組12在均采用正弦相繞組R2R4的情況下，原邊繞組產(chǎn)生的齒諧波，副邊繞組不吸收；而副邊繞組能夠吸收的齒諧波，原邊繞組不產(chǎn)生，從而將齒諧波削弱或消除到相當(dāng)小的程度。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯11和轉(zhuǎn)子鐵芯11均采用直槽式的鐵芯，從而實(shí)現(xiàn)定子繞組22和轉(zhuǎn)子繞組12自動(dòng)下線，提高旋轉(zhuǎn)變壓器的生產(chǎn)率，此外，由于本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)下線，無(wú)需人工手動(dòng)下線，從而降低了旋轉(zhuǎn)變壓器的生產(chǎn)成本，解放了人工生產(chǎn)力。

需要說(shuō)明的是，由于旋轉(zhuǎn)變壓器中，定子鐵芯21、轉(zhuǎn)子鐵芯22中設(shè)置有槽和齒，定子繞組22和轉(zhuǎn)子繞組12的導(dǎo)體不可能沿氣隙表面連續(xù)分布。因此在磁勢(shì)曲線中，除基波外還存在有高次諧波。

參照?qǐng)D1至圖4，進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z_r為16個(gè)，所述定子槽數(shù)為Z_s為12個(gè)。

本實(shí)施例中，定子/轉(zhuǎn)子采用12/16槽配合，此時(shí)最低次齒諧波為11次、13次、15次、17次，定、轉(zhuǎn)子均采用直槽，有效匝數(shù)最少時(shí)，誤差最大，分別為Δθ11＝0.76′，Δθ13＝0.24′，Δθ15＝0′，Δθ17＝0.85′，故定子繞組22、轉(zhuǎn)子繞組12均配合采用正弦分布繞組時(shí)，齒諧波電勢(shì)基本為零，本實(shí)施例通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯11和定子鐵芯21合理的槽配合，同時(shí)定子繞組22和轉(zhuǎn)子繞組12均采用正弦分布繞組，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能借助于繞組的分布而予以消除或削弱高次諧波的問(wèn)題。

在另一實(shí)施例中，定子/轉(zhuǎn)子采用還可采用8/12槽配合，此時(shí)最低次齒諧波為7次、9次、11次、13次，定、轉(zhuǎn)子均采用直槽，有效匝數(shù)最少時(shí)，誤差最大，分別為Δθ7＝2.5′，Δθ9＝0′，Δθ11＝0.7′，Δθ13＝0.5′，此時(shí)同理定、轉(zhuǎn)子繞組12均采用正弦分布繞組時(shí)，齒諧波電勢(shì)基本為零。

可以理解的是，上述實(shí)施例中，僅列舉說(shuō)明了兩組定子/轉(zhuǎn)子極端槽配合，此時(shí)能夠滿足齒諧波電勢(shì)基本為零，同時(shí)在其他實(shí)施例中，定子槽數(shù)Zs和轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z_r滿足Z_s≠Z_r，Z_s≠2Z_r的槽配合，同樣是可以實(shí)現(xiàn)的，在此不做限制。

參照?qǐng)D1至圖4，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子還包括轉(zhuǎn)子繞組12，所述轉(zhuǎn)子繞組12以短距正弦分布規(guī)律嵌置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯11的直槽中，所述轉(zhuǎn)子繞組12的繞組節(jié)距y_r為6。

本實(shí)施例中，將轉(zhuǎn)子繞組12以如附圖3所示的短距正弦分布規(guī)律嵌置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯11的直槽中，所述轉(zhuǎn)子繞組12的繞組節(jié)距y_r為6，轉(zhuǎn)子繞組12的兩相繞組各齒匝數(shù)均按正弦規(guī)律調(diào)制，從而保證繞組的正弦性，不影響產(chǎn)品的電氣精度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)定子自動(dòng)下線。當(dāng)然在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子繞組12節(jié)距y_r還可以為其他數(shù)值，在此不做限制。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子繞組12包括正弦相繞組R2R4及余弦相繞組R1R3，所述轉(zhuǎn)子繞組12的正弦相繞組R2R4各槽線圈匝數(shù)N_rsi根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式分布設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子繞組12的余弦相繞組R1R3各槽線圈匝數(shù)N_rci根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式分布設(shè)置。第一預(yù)設(shè)公式和第二預(yù)設(shè)公式中，i為槽的序號(hào)(#)，N_rm為轉(zhuǎn)子繞組在槽中的最大匝數(shù)。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子繞組12的正弦相繞組R2R4和余弦相繞組R1R3在各槽的導(dǎo)體數(shù)分為上下的兩層；其中，

正弦相各槽上層元件線圈匝數(shù)根據(jù)第三預(yù)設(shè)公式設(shè)置；余弦相各槽上層元件線圈匝數(shù)根據(jù)第四預(yù)設(shè)公式設(shè)置最終實(shí)現(xiàn)分層一次成功的端部導(dǎo)體正弦分布。第三預(yù)設(shè)公式和第四預(yù)設(shè)公式中，i為槽的序號(hào)(#)，W_rm為轉(zhuǎn)子繞組在齒上(端部)的最大匝數(shù)。

可以理解的是，正弦相各槽下層元件線圈匝數(shù)可以根據(jù)第一公式與第三預(yù)設(shè)公式之差設(shè)置；以及余弦相各槽下層元件線圈匝數(shù)可以根據(jù)第二公式與第四預(yù)設(shè)公式之差設(shè)置。

如附圖3所示，附圖3為轉(zhuǎn)子的正弦相繞組R2R4線圈及余弦相繞組R1R3線圈在各槽內(nèi)，以及每一線圈匝數(shù)的具體的展開(kāi)圖，各槽內(nèi)的線圈匝數(shù)與各槽內(nèi)的線圈匝數(shù)均根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式至第四預(yù)設(shè)公式進(jìn)行分布設(shè)置。為了更好的說(shuō)明本實(shí)施例，正弦相繞組R2R4對(duì)應(yīng)在各槽中的有效線圈匝數(shù)、以及每一線圈匝數(shù)，具體分別以8^#槽為例進(jìn)行說(shuō)明，具體地，8^#槽中對(duì)應(yīng)匝數(shù)為-17匝,對(duì)應(yīng)8^#槽中的上層邊匝數(shù)為-6匝，下層邊匝數(shù)為-11匝。余弦相繞組R1R3對(duì)應(yīng)各齒號(hào)上的線圈匝數(shù)、各槽號(hào)對(duì)應(yīng)的有效線圈匝數(shù)具體分別以8^#槽為例進(jìn)行說(shuō)明，8^#槽中對(duì)應(yīng)匝數(shù)為-11匝,對(duì)應(yīng)8^#槽中的上層邊匝數(shù)為-9匝，下層邊匝數(shù)為-2匝。本實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)子繞組12以短距正弦分布規(guī)律嵌置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯11的直槽中時(shí)，先從轉(zhuǎn)子槽的1^#槽開(kāi)始繞制余弦相R1R3線圈，其中，1^#～8^#槽正繞，9^#～16^#槽反繞。然后再?gòu)霓D(zhuǎn)子槽的5^#槽開(kāi)始繞制正弦相R2R4線圈，其中，5^#～12^#槽正繞，13^#～4^#槽反繞。因轉(zhuǎn)子在實(shí)際應(yīng)用時(shí)有一相繞組自行短接作為補(bǔ)償繞組的，兩相繞組參數(shù)無(wú)需完全對(duì)稱(chēng)，故在自動(dòng)下線時(shí)，可以不進(jìn)行換相繞制，如附圖3所示，圖中虛線表示繞組的下層邊(先繞的線圈)，實(shí)線表示繞組的上層邊(后繞的線圈)。

參照?qǐng)D1至圖4，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述定子還包括定子繞組22，所述定子繞組22以齒極分?jǐn)?shù)槽正弦分布規(guī)律嵌置于所述定子鐵芯11的直槽中，所述定子繞組22的繞組節(jié)距y_s為1。

本實(shí)施例中，將定子繞組22以如附圖4所示的齒極分?jǐn)?shù)槽正弦分布規(guī)律嵌置于所述轉(zhuǎn)子鐵芯11的直槽中，所述定子繞組22的繞組節(jié)距y_s為1，轉(zhuǎn)子繞組12的正余弦兩相繞組各齒匝數(shù)均按正弦規(guī)律繞制，從而保證了正余弦兩相繞組的正弦性，保證了無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣精度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)定子全自動(dòng)下線。當(dāng)然在其他實(shí)施例中，定子繞組22節(jié)距y_s還可以為其他數(shù)值，在此不做限制。

進(jìn)一步地，所述定子繞組22包括正弦相繞組S2S4及余弦相繞組S1S3，所述轉(zhuǎn)子繞組12的正弦相繞組S2S4各槽線圈匝數(shù)N_ssi根據(jù)第五預(yù)設(shè)公式設(shè)置；所述定子繞組的余弦相繞組S1S3各槽線圈匝數(shù)N_sci根據(jù)第六預(yù)設(shè)公式設(shè)置。第五預(yù)設(shè)公式和第六預(yù)設(shè)公式中，i為槽的序號(hào)(#)，N_sm為定子繞組在槽中的線圈匝數(shù)。

進(jìn)一步地，所述定子繞組22線圈匝數(shù)在各齒上按照端部線圈匝數(shù)正弦法進(jìn)行分配；其中，

正弦相繞組S2S4線圈匝數(shù)各齒線圈匝數(shù)根據(jù)第七預(yù)設(shè)公式進(jìn)行調(diào)試設(shè)置；余弦相繞組S1S3各齒線圈匝數(shù)W_sci根據(jù)第八預(yù)設(shè)公式設(shè)置。第七預(yù)設(shè)公式和第八預(yù)設(shè)公式中，i為槽的序號(hào)(#)，W_sm為定子繞組在齒上的線圈匝數(shù)。

如附圖4所示，附圖4為定子的正弦相繞組R2R4線圈及余弦相繞組線圈在各槽內(nèi)以及各齒上的具體的展開(kāi)圖，各齒上的線圈匝數(shù)與各槽內(nèi)的線圈匝數(shù)均根據(jù)第五預(yù)設(shè)公式至第八預(yù)設(shè)公式進(jìn)行分布設(shè)置。為了更好的說(shuō)明本實(shí)施例，正弦相繞組S2S4對(duì)應(yīng)各齒號(hào)上的線圈匝數(shù)、各槽中有效線圈匝數(shù)，具體分別以8^#齒與8^#槽為例進(jìn)行說(shuō)明，具體8^#齒上對(duì)應(yīng)為68匝、8^#槽中對(duì)應(yīng)有效線圈匝數(shù)為-25匝。余弦相繞組S1S3對(duì)應(yīng)各齒號(hào)上的線圈匝數(shù)、各槽號(hào)中對(duì)應(yīng)的有效線圈匝數(shù)具體分別以9^#齒與9^#槽為例進(jìn)行說(shuō)明，9^#齒上對(duì)應(yīng)的線圈匝數(shù)為-25匝，9^#槽中對(duì)應(yīng)的有效線圈匝數(shù)為93匝。

本實(shí)施例中，在定子繞組22以齒極分?jǐn)?shù)槽正弦分布規(guī)律嵌置于所述定子鐵芯21的直槽中時(shí)，先從定子槽的1^#齒開(kāi)始繞制定子繞組22的余弦相繞組S1S3相1^#～6^#齒正線圈，然后再?gòu)亩ㄗ硬鄣?^#齒，并開(kāi)始轉(zhuǎn)繞正弦相繞組S2S4相全部線圈，最后轉(zhuǎn)繞余弦相S1S3相7^#～12^#齒反線圈，本實(shí)施例通過(guò)對(duì)定子繞組22的余弦相繞組S1S3和正弦相繞組S2S4換相先后繞制對(duì)應(yīng)的繞組，換相接頭如附圖4標(biāo)示出，從而保證了正余弦兩相繞組在空間的電磁對(duì)稱(chēng)性，從而使得正余弦兩相參數(shù)對(duì)稱(chēng)，進(jìn)而保證了無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣精度。

本發(fā)明還提出一種無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。

參照?qǐng)D5，所述無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器包括環(huán)形變壓器100及如上所述的旋轉(zhuǎn)變壓器200，所述環(huán)形變壓器的定子繞組HR1HR3用于接入交流電，所述環(huán)形變壓器的轉(zhuǎn)子繞組(圖未標(biāo)示)與所述旋轉(zhuǎn)變壓器的一轉(zhuǎn)子繞組電氣連接，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的另一相轉(zhuǎn)子繞組的首端和末端互相短接。

本實(shí)施例中，采用電磁式的“環(huán)形變壓器”代替普通的電刷和滑環(huán)，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸勵(lì)磁的功能。環(huán)形變壓器的轉(zhuǎn)子繞組(圖未標(biāo)示)與旋轉(zhuǎn)變壓器的一轉(zhuǎn)子繞組直接相連。當(dāng)環(huán)形變壓器的定子繞組HR1HR3通入交流電時(shí)，在環(huán)形變壓器的轉(zhuǎn)子繞組中就產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其大小與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角無(wú)關(guān)，此電勢(shì)施加在旋轉(zhuǎn)變壓器的一相轉(zhuǎn)子繞組上，作為旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁電壓。旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子另一相轉(zhuǎn)子繞組自行短接，從而實(shí)現(xiàn)精度補(bǔ)償作用，旋轉(zhuǎn)變壓器定子的正弦相繞組S2S4和余弦相繞組S1S3兩相輸出繞組感應(yīng)出隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正余弦規(guī)律分布的電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度測(cè)量。具體地輸出電壓參照方程式見(jiàn)公式(1)和(2)可知。

U_S1S3＝KU_R1R3cosα……………………………………(1)

U_S2S4＝KU_R1R3sinα……………………………………(2)

公式(1)和(2)中，U_S2S4為旋轉(zhuǎn)變壓器中定子的正弦相繞組S2S4兩端的電壓；U_S1S3為旋轉(zhuǎn)變壓器200中定子的余弦相繞組S1S3兩端的電壓；

U_R1R3為環(huán)形變變壓器100定子繞組HR1HR3的電壓；K為變壓比；α為旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子從一電機(jī)的基準(zhǔn)電氣零位正向轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械角。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。